[發(fā)明專利]熱轉(zhuǎn)化熱解反應(yīng)器系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 93103727.1
• 申請(qǐng)日: 1993-04-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1048088C
• 公開(kāi)（公告）日: 2000-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳正新·亞瑟;陳秋茶·薩布里娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吳正新·亞瑟;陳秋茶·薩布里娜
• 主分類號(hào): F23G5/12
• 分類號(hào): F23G5/12
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 張恒康

本發(fā)明涉及物料反應(yīng)系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，涉及用于將可碳化物料轉(zhuǎn)化成氣體、液體以及固體殘留物的熱轉(zhuǎn)化熱解反應(yīng)器。本發(fā)明的最佳實(shí)施例為特別適應(yīng)于在無(wú)氧反應(yīng)氣氛中分解碳基物料的熱轉(zhuǎn)化熱解反應(yīng)器系統(tǒng)。本發(fā)明特別適用于車輛輪胎、工業(yè)廢塑料以及住宅和醫(yī)院垃圾的熱解。

本發(fā)明為發(fā)明人于1992年4月6日提交的待批申請(qǐng)流水號(hào)為07/863,747的部分繼續(xù)申請(qǐng)。

熱解是這樣一種術(shù)語(yǔ)，即指在所述過(guò)程中，可碳化物料在無(wú)燃燒或無(wú)氧化的情況下被轉(zhuǎn)化為固體、氣體以及液體殘留物。采用熱解的方法其目的在于從廢物中獲得有用的物質(zhì)，而避免產(chǎn)生不必要的氧化物以及污染物質(zhì)。

熱解過(guò)程一般包括含碳物質(zhì)熱解轉(zhuǎn)化成碳?xì)浠衔铩榱朔乐狗磻?yīng)過(guò)程中引入過(guò)多的氧而產(chǎn)生不希望有的副產(chǎn)品和副作用，重點(diǎn)在于建立的廢物輸入料系統(tǒng)要使進(jìn)入的氧或者外界空氣減至最小程度。現(xiàn)有技術(shù)中有幾篇專利涉及了防止過(guò)多氧輸入的機(jī)構(gòu)，其中包括諸如氣銷或其他系統(tǒng)的裝置。CHAMBERS的美國(guó)專利第4,235,676號(hào)是其中之一，它公開(kāi)了一種惰性氣體清洗操作，用于連續(xù)地除去進(jìn)入熱解室的輸入料中的氧。然而，采用輸入氣體清洗操作，即使用隋性氣體也會(huì)降低熱解過(guò)程中產(chǎn)生的碳?xì)浠衔餁怏w的熱值并使處理由反應(yīng)區(qū)來(lái)的揮發(fā)蒸氣變難。為了給接近反應(yīng)器的操作人員提供良好的工作環(huán)境，特別要注意防止揮發(fā)蒸氣從該系統(tǒng)的輸入部分泄漏。

本技術(shù)的另一方面在于試圖提高熱解過(guò)程中的效率，即研制高效傳熱法分解可碳化物質(zhì)。其中有間接傳熱法，例如SHARMEN的美國(guó)專利第4,210,491號(hào)中所述的流化床裝置；JELINEK的美國(guó)專利第4,840,129號(hào)的轉(zhuǎn)鼓機(jī)構(gòu)以及上述的CHAMBERS結(jié)構(gòu)，它包括具有進(jìn)行排氣循環(huán)的空心軸的爐床，以改善傳熱過(guò)程。GIBSON的美國(guó)專利第4,686,008號(hào)則說(shuō)明一種逆向使用中的相同原理。在所說(shuō)的使用中，內(nèi)圓筒含有熱廢氣，外室有可碳化物質(zhì)，一般為輪胎碎片。熱動(dòng)力學(xué)原理指出，傳熱特性隨加熱的體積與表面之比增大而減少。故而，依照現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成的較大規(guī)模的反應(yīng)器熱率較低，因?yàn)檩^小反應(yīng)物是通過(guò)表面進(jìn)行傳熱。尤其是當(dāng)反應(yīng)物為導(dǎo)熱差的物質(zhì)時(shí)，熱量傳遞到反應(yīng)軸內(nèi)部的效率則非常低。

由于業(yè)已發(fā)現(xiàn)間接傳熱過(guò)程只能提供有限的熱接觸表面和不完全成功的結(jié)果，故而人們還致力于直接傳熱法。其中APFFEL的美國(guó)專利第4,839,151號(hào)，HARRIS等人的美國(guó)專利第5,085,738號(hào)以及HABERMAN的美國(guó)專利第4,038,100號(hào)。這些現(xiàn)有技術(shù)的方法是基于諸如采用過(guò)熱蒸氣、熱輻射以及微波直接加熱傳熱到輪胎，以提高熱解效率。其他還有諸如采用浸在金屬液浴中，但業(yè)已發(fā)現(xiàn)這些方法不能令人滿意，因?yàn)槠涓碑a(chǎn)物不合要求。再有是采用陶瓷材料直接循環(huán)，然而，對(duì)于這類方法來(lái)說(shuō)，廢物(可以包括各種組分)和陶瓷之間可能會(huì)發(fā)生反應(yīng)，則是問(wèn)題所在。

現(xiàn)有技術(shù)還存在一些問(wèn)題，諸如熱解過(guò)程中可碳化廢物阻塞機(jī)構(gòu)和通道。OECK的美國(guó)專利第4,412,889號(hào)敘述在輸入管道外圍采用液冷夾套，以便使輸入料保持在可以通過(guò)管道而不粘附的溫度下。但這需要之后補(bǔ)充熱量，以實(shí)現(xiàn)熱解。同時(shí)，還揭示了清理管道的特殊結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)在某些情況下是需要的，但它可增加系統(tǒng)的復(fù)雜性以及相應(yīng)降低可靠性。

各種現(xiàn)有專利還有的問(wèn)題是熱解過(guò)程所生成的碳?xì)浠衔锂a(chǎn)物的性質(zhì)和質(zhì)量。在液相輸出物包含粘性油和焦油以及這些可以是部分熱解過(guò)程的固相輸出物這個(gè)定義上來(lái)看，在處理上要求增加步驟，以生產(chǎn)出較有用的物質(zhì)。MUDGE的美國(guó)專利第4,865,625號(hào)敘述了這些方法，其中采用氧化方法，使粘性油和焦油催化裂化成氣體。MORITA等人的美國(guó)專利第4,251,500號(hào)則敘述采用氫裂化法且在專門催化劑粉末下用于廢橡膠。這些方法導(dǎo)致復(fù)雜性升高，想要避免，則要使原過(guò)程中產(chǎn)生的不希望有的粘性油和焦油減至最少。

某些輸入廢物如醫(yī)院廢棄物可能有某些藥物殘留物或者其他不穩(wěn)定的危險(xiǎn)的化學(xué)物質(zhì)。在許多情況下，這些不希望有的化學(xué)物質(zhì)需要用一種受控危險(xiǎn)廢物焚化方法來(lái)焚化，因?yàn)橥ǔ５臒峤鈺?huì)使化合物汽化，把潛在有害物質(zhì)釋放到大氣中。為了有效地處理這類廢物，必須改進(jìn)熱解方法，使有害化合物穩(wěn)定化或者無(wú)毒化。